Resumen

El objetivo de este artículo es comparar el rendimiento del control lineal y no lineal para el caso de un motor de corriente continua. La investigación se centra en determinar si las diferencias en el rendimiento entre estos controladores son significativos. La comparación se realizó en el módulo feedback MS150, se incluyen las fases de la estimación de parámetros para los modelos lineales y no lineales, la validación estadística de estos modelos y el diseño e implementación de los controladores. Con el fin de hacer la comparación se definieron dos criterios de rendimiento, basado en el error de seguimiento y en el esfuerzo de control. Estos Criterios se aplicaron considerando tres escenarios definidos de acuerdo con el rango en el que se varía el punto de consigna de velocidad. En el primer escenario, la velocidad de referencia se mantuvo constante e igual al valor del punto de operación alrededor de la cual se obtuvo el modelo lineal (60 %). En el segundo y tercer escenario la velocidad de referencia se aumentó, respectivamente, de 40 % al 60 %, y del 20 % a 100 %.De las pruebas experimentales se observó para los escenarios de dos y tres que el error de seguimiento y el esfuerzo de control para el controlador lineal son superiores a las no lineales. Mientras que para el primer escenario, el controlador lineal presenta un error de seguimiento inferior con un esfuerzo de control aproximadamente igual. A partir de este trabajo se concluyó que para las velocidades de referencia que están cerca del punto de operación, el controlador lineal presenta una ventaja significativa sobre controlador no lineal.

1. INTRODUCCIÓN

Los motores de CC con devanado en serie son máquinas eléctricas en las que los devanados del inducido y del campo están en serie. Como consecuencia, cuando se comparan con cualquier otro motor de DC, el motor de DC devanado en serie tiene el mayor par de carga por amperio de corriente suministrada [1]. La conexión en serie de los devanados genera dos no linealidades en su dinámica. Por un lado, la tensión inducida en sus devanados depende del producto entre la corriente y la velocidad angular, y por otro lado, la aceleración angular depende del cuadrado de la corriente [2].

El control de la velocidad de los motores de corriente continua devanados en serie ha sido objeto de numerosas investigaciones que se iniciaron en la década de los 70 [3], [4] y que han continuado hasta nuestros días. Algunos trabajos recientes sobre el tema son: el control PI no lineal propuesto en [5], el control difuso basado en el método de inferencia de Takagi-Sugeno [6], el control sin sensor de velocidad utilizando un observador basado en el algoritmo de Super Twisting [7] y el control con redes neuronales artificiales [8]. En todos los casos anteriores y en otros artículos menos recientes como [9], [10], [11], [12], [13], los controladores propuestos son no lineales dada la dinámica de los motores de DC devanados en serie.

• Materias:Programación lineal Motores eléctricos de corriente continua Sistema dinámico (Matemáticas)
• Subjects:Linear programming Direct current motors Dynamic system (Mathematics)
• Palabras claves:Control; Motor CC; Identificación de sistemas; Sistemas Dinámicos
• Keywords:Control; DC Motor; System Identification; Dynamical Systems.